JP2013139310A - Powder supply apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加圧された装置へ粉体を連続的に供給するための粉体供給装置に係り、特に、石炭ガス化プラントにおいてガス化炉へ微粉炭やチャーを供給するための粉体供給装置に関する。 The present invention relates to a powder supply apparatus for continuously supplying powder to a pressurized apparatus, and in particular, powder supply for supplying pulverized coal and char to a gasification furnace in a coal gasification plant. Relates to the device.
加圧された装置へ粉体を連続的に供給する装置として、ロックホッパ装置が広く知られている。ロックホッパ装置の主な用途としては、石炭ガス化プラントがある。石炭ガス化プラントは、原料となる微粉炭をガス化炉に供給して酸化剤によりガス化反応を生じさせ、生成された高温高圧の可燃性ガスを回収するものである。石炭ガス化プラントでは、加圧されたガス化炉に微粉炭を供給するため、ロックホッパ装置が用いられている。 A lock hopper device is widely known as a device for continuously supplying powder to a pressurized device. The main application of the lock hopper device is a coal gasification plant. The coal gasification plant supplies pulverized coal as a raw material to a gasification furnace, causes a gasification reaction with an oxidizing agent, and recovers the generated high-temperature and high-pressure combustible gas. In a coal gasification plant, a lock hopper device is used to supply pulverized coal to a pressurized gasification furnace.
また、ガス化炉で生成された可燃性ガス中には、石炭がガス化反応を完結せずに残存する未反応炭素を含む粒子（チャー）が含まれているため、このチャーをサイクロンやフィルタなどの集塵装置で回収し、回収されたチャーをロックホッパ装置を介してガス化炉へ戻すことにより、ガス化効率の向上が図られている。 In addition, the combustible gas generated in the gasification furnace contains particles (char) containing unreacted carbon that remains after the coal has not completed the gasification reaction. The gasification efficiency is improved by collecting the collected char with a dust collector such as the above and returning the collected char to the gasification furnace via the lock hopper device.
ロックホッパ装置は、主に上下に並んだ三つのホッパ容器で構成され、最上段は常に大気圧のままである常圧ホッパ、２段目は大気圧（常圧）の状態と加圧の状態を周期的に繰り返すロックホッパ、下段に加圧状態を常に保つフィードホッパが配置され、ホッパ間は移送配管で連結されている。 The lock hopper device is mainly composed of three hopper containers that are lined up and down, with the atmospheric pressure hopper in which the uppermost level always remains atmospheric pressure, and the second level in the atmospheric pressure (normal pressure) state and the pressurized state. A lock hopper that periodically repeats the above and a feed hopper that keeps a pressurized state in the lower stage are arranged, and the hoppers are connected by a transfer pipe.
常圧ホッパに供給された粉体は、まず、常圧ホッパからロックホッパへ、次に、ロックホッパからフィードホッパへ、それぞれ上下二つのホッパの圧力が同じになった時点で間を仕切る粉体弁を開き、上段のホッパから下段のホッパへ重力により落し込まれる。 The powder supplied to the normal pressure hopper is divided first when the pressure in the upper and lower hoppers becomes the same from the normal pressure hopper to the lock hopper and then from the lock hopper to the feed hopper. The valve is opened, and it is dropped by gravity from the upper hopper to the lower hopper.
ところで、このように粉体を重力により落下させる重力落下方式において、粉体の処理量を増加させる場合、移送配管とこの移送配管に設けられる粉体弁が大型化（大口径化）する傾向にある。特に、ロックホッパからフィードホッパへ粉体を落とし込むときには、ロックホッパとフィードホッパがいずれも高圧に加圧されているため、このような高圧下で使用できる粉体弁は、耐圧構造上、その大きさが制限（例えば、約７００Ａ）される。したがって、例えば、粉体弁の限界サイズを超える量の粉体を処理しようした場合、複数段のホッパからなるホッパ系列を複数の系列に分割する必要があり、設備コストが大幅に増加してしまう。 By the way, in the gravity dropping method in which powder is dropped by gravity in this way, when increasing the amount of processing powder, the transfer pipe and the powder valve provided in the transfer pipe tend to be larger (larger diameter). is there. In particular, when the powder is dropped from the lock hopper to the feed hopper, both the lock hopper and the feed hopper are pressurized to a high pressure. Therefore, the powder valve that can be used under such a high pressure has a large pressure resistance structure. Is limited (eg, about 700A). Therefore, for example, when processing an amount of powder that exceeds the limit size of the powder valve, it is necessary to divide the hopper series consisting of a plurality of hoppers into a plurality of series, which greatly increases the equipment cost. .
一方、ロックホッパに加圧用ガスを供給して粉体を差圧で圧送する差圧圧送方式が知られている。この方式によれば、ロックホッパに貯留された粉体は、ロックホッパ内に供給された加圧用ガスによって加圧されながら下向きに払い落とされる。このように、加圧用ガスの圧力を利用して粉体を強制的に移送させることにより、重力移送方式と比べて、粉体の移送速度を高めることができ、装置の稼働周期を短縮させることができる。また、差圧圧送方式によれば、重力落下方式と比べて移送配管の口径を小さくできるため、コンパクトな装置設計が可能となり、大容量化が容易になる。 On the other hand, a differential pressure feeding system is known in which a pressurization gas is supplied to a lock hopper to feed powder at a differential pressure. According to this method, the powder stored in the lock hopper is wiped downward while being pressurized by the pressurizing gas supplied into the lock hopper. Thus, by forcibly transferring the powder using the pressure of the gas for pressurization, the transfer speed of the powder can be increased compared with the gravity transfer method, and the operating cycle of the apparatus can be shortened. Can do. Further, according to the differential pressure feeding method, the diameter of the transfer pipe can be made smaller than that of the gravity dropping method, so that a compact device design is possible and an increase in capacity is facilitated.
しかし、差圧圧送方式を採用した場合、ロックホッパから強制的に落とし込まれた粉体の容積に応じて、フィードホッパの内圧が上昇することがある。これにより、フィードホッパから圧力差を利用して粉体を供給先へ気流搬送する場合、フィードホッパの内圧の上昇により、粉体の搬送量が変動するおそれがあり、粉体の定量供給性が悪化するおそれがある。 However, when the differential pressure feeding method is employed, the internal pressure of the feed hopper may increase depending on the volume of the powder that is forcibly dropped from the lock hopper. As a result, when the powder is conveyed by air flow from the feed hopper to the supply destination by air flow, the amount of powder conveyed may fluctuate due to an increase in the internal pressure of the feed hopper. May get worse.
一般に、石炭ガス化プラントを安定に操業するためには、原料の定量供給性が重要となる。例えばガス化剤に酸素を使用する場合、原料供給量の変動に対してガス化炉の炉内温度が極めて敏感に変化する。温度が高すぎると、炉壁やバーナの焼損リスクが高まり、逆に低すぎると、スラグの排出不良で運転が継続できなくなるおそれがある。 Generally, in order to stably operate a coal gasification plant, the quantitative supply of raw materials is important. For example, when oxygen is used for the gasifying agent, the furnace temperature of the gasifier changes very sensitively to fluctuations in the raw material supply amount. If the temperature is too high, the risk of burnout of the furnace wall and burner increases, and if it is too low, the operation may not be continued due to poor slag discharge.
これに対し、フィードホッパの粉体出口側にロータリーフィーダなどの切り出し装置を配置し、フィードホッパの内圧をロータリーフィーダの粉体出口側の圧力よりも所定の圧力だけ高く設定することにより、ロータリーフィーダへの粉体の充填性を高め、粉体の切り出し量を安定化する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、フィードホッパの内圧変動の影響が緩和されて、フィードホッパから排出される粉体の量が安定するため、ガス化炉の燃焼状態を安定に維持することができる。 On the other hand, a rotary feeder or other cutting device is arranged on the powder outlet side of the feed hopper, and the internal pressure of the feed hopper is set higher than the pressure on the powder outlet side of the rotary feeder by a predetermined pressure. There is known a method for improving the powder filling property and stabilizing the amount of powder cut (see, for example, Patent Document 1). According to this, the influence of the internal pressure fluctuation of the feed hopper is alleviated and the amount of powder discharged from the feed hopper is stabilized, so that the combustion state of the gasifier can be stably maintained.
しかしながら、高圧下で使用されるロータリーバルブは、耐圧構造上、大きさが制限（例えば、約７００Ａ）される。そのため、例えば、微粉炭の嵩密度が５３０ｋｇ／ｍ３のときに対応可能な粉体処理量の上限は約６００〜７００ｔ／ｄとなる。したがって、石炭ガス化複合発電の商用規模（例えば、約２５００〜３５００ｔ／ｄ）に対応するためには、ホッパ系列の多系列化が必要となり、設備コストが大幅に増大するおそれがある。 However, the size of the rotary valve used under high pressure is limited (for example, about 700 A) due to the pressure resistant structure. Therefore, for example, the upper limit of the amount of powder that can be handled when the bulk density of pulverized coal is 530 kg / m 3 is about 600 to 700 t / d. Therefore, in order to cope with the commercial scale of coal gasification combined power generation (for example, about 2500 to 3500 t / d), it is necessary to make a multi-line of hopper lines, which may greatly increase the equipment cost.
また、チャーの嵩密度は、通常約８０〜１５０ｋｇ／ｍ３であることから、チャーの発生量が微粉炭の供給量の約１０ｗｔ％程度の標準的な条件であったとしても、商用規模の石炭ガス化複合発電においては、石炭供給系と同様、ホッパ系列の多系列化が必要となる。 Moreover, since the bulk density of char is usually about 80 to 150 kg / m 3 , even if the amount of char generated is about 10 wt% of the supply amount of pulverized coal, In coal gasification combined cycle power generation, it is necessary to make a multi-line of hopper series as in the coal supply system.
このように、差圧圧送方式により設備のコンパクト化を図ろうとする場合、ロータリーフィーダなどの切り出し装置を用いることで、粉体の定量供給性を確保することができるが、切り出し装置の大きさが設計上制限されるため、スケールアップが困難となっていた。 Thus, when trying to reduce the size of the equipment by the differential pressure feeding method, it is possible to ensure the quantitative supply of powder by using a cutting device such as a rotary feeder, but the size of the cutting device is small. Due to design limitations, it was difficult to scale up.
本発明は、ロックホッパからフィードホッパへ粉体を差圧圧送する粉体供給装置において、フィードホッパの出口側に切り出し装置を設けることなく、粉体の定量供給性を高めることを課題とする。 An object of the present invention is to improve the quantitative supply of powder without providing a cutting device on the outlet side of the feed hopper in a powder supply device for differentially pressure-feeding powder from a lock hopper to a feed hopper.
上記課題を解決するため、本発明は、粉体が収容される加圧可能なロックホッパと、このロックホッパの底部に接続されて粉体弁が介装された移送配管と、この移送配管を通じて移送された粉体が導入されるフィードホッパと、このフィードホッパに導入された粉体をフィードホッパの粉体排出口から気流搬送する搬送配管と、フィードホッパの内部のガスを抜き出して減圧する脱圧配管と、この脱圧配管に介装された開度調整可能な脱圧調整弁と、粉体が導入されるときのフィードホッパの内圧の上昇に応じて脱圧調整弁の開度を制御する開度制御手段とを有し、脱圧配管の脱圧調整弁の上流側に粉体を捕集する集塵装置が介装されてなることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a pressurizable lock hopper that accommodates powder, a transfer pipe that is connected to the bottom of the lock hopper and includes a powder valve, and through the transfer pipe A feed hopper into which the transferred powder is introduced, a transport pipe for air-feeding the powder introduced into the feed hopper from the powder discharge port of the feed hopper, and a degassing unit for extracting gas from the feed hopper and reducing the pressure. The pressure adjustment pipe, the pressure adjustment valve that can be adjusted in the opening degree, and the opening of the pressure release adjustment valve are controlled according to the increase in the internal pressure of the feed hopper when powder is introduced. And a dust collecting device for collecting powder on the upstream side of the depressurization regulating valve of the depressurization pipe.
本発明によれば、ロックホッパからフィードホッパへ粉体が導入されて、フィードホッパの内圧が上昇したとしても、その内圧の上昇に応じて脱圧調整弁の開度が調整されるため、フィードホッパから脱圧配管側へ排出されるガスの排出量が調節される。したがって、フィードホッパの内圧の変動が抑制され、粉体排出口から連続的に気流搬送される粉体の搬送量が安定することから、フィードホッパの出口側に切り出し装置を設けることなく、粉体の定量供給性を高めることができる。 According to the present invention, even if the powder is introduced from the lock hopper to the feed hopper and the internal pressure of the feed hopper increases, the opening of the depressurization adjusting valve is adjusted according to the increase of the internal pressure. The amount of gas discharged from the hopper to the decompression pipe is adjusted. Accordingly, fluctuations in the internal pressure of the feed hopper are suppressed, and the amount of powder continuously conveyed by airflow from the powder discharge port is stabilized, so that the powder can be obtained without providing a cutting device on the outlet side of the feed hopper. It is possible to increase the quantitative supply ability of.
ところで、フィードホッパにおいては、粉体を受け入れながら同時に脱圧配管を通じてガスが排出されるため、粉体の巻き上がりが激しくなり、脱圧配管を通じて抜き出されたガス中には多くの粉体が同伴される。そのため、脱圧調整弁の弁体の摩耗や粉体の噛み込みなどによる動作不良を招くおそれがある。 By the way, in the feed hopper, gas is discharged through the decompression pipe at the same time as receiving the powder, so that the powder is rapidly rolled up, and a lot of powder is contained in the gas extracted through the decompression pipe. Accompanying. For this reason, there is a risk of causing a malfunction due to wear of the valve body of the depressurization regulating valve or biting of powder.
この点、本発明では、脱圧配管において脱圧調整弁の上流側に集塵装置を設けているため、脱圧配管を流れるガスは、ガス中に同伴する粉体が除塵された後に脱圧調整弁に導かれる。したがって、脱圧調整弁の動作不良を防ぐことができ、装置全体の信頼性を高めることができる。 In this regard, in the present invention, since the dust collector is provided upstream of the depressurization regulating valve in the depressurization pipe, the gas flowing through the depressurization pipe is depressurized after the powder accompanying the gas is dedusted. Guided to the regulating valve. Therefore, it is possible to prevent malfunction of the depressurization regulating valve and to improve the reliability of the entire apparatus.
このように、本発明によれば、切り出し装置を設けることなく、粉体の定量供給性を高めることができるため、スケールアップに適した差圧圧送方式を採用することができ、大容量の粉体供給装置を低コストで実現することができる。 As described above, according to the present invention, since it is possible to improve the quantitative supply of powder without providing a cutting device, it is possible to employ a differential pressure feeding method suitable for scale-up, and a large-capacity powder. The body supply device can be realized at low cost.
この場合において、本発明の粉体供給装置は、集塵装置で捕集された粉体をロックホッパに移送する粉体移送手段を備えてなるものとする。 In this case, the powder supply apparatus of the present invention includes powder transfer means for transferring the powder collected by the dust collector to the lock hopper.
これによれば、粒径が小さく飛散しやすい粉体を取り扱う場合でも、集塵装置で回収された後、これを損失することなく、再びロックホッパへ戻すことにより、粉体の利用率を向上させることができる。 According to this, even when handling powder that is small in size and easily scattered, it is recovered by the dust collector and then returned to the lock hopper again without loss, improving the utilization rate of the powder Can be made.
さらに、本発明の粉体供給装置は、ロックホッパとフィードホッパとを連通する均圧配管が設けられ、この均圧配管に開度調整可能な圧力調整弁が介装されてなるものとする。 Furthermore, the powder supply apparatus of the present invention is provided with a pressure equalizing pipe communicating the lock hopper and the feed hopper, and a pressure adjusting valve capable of adjusting the opening degree is interposed in the pressure equalizing pipe.
すなわち、ロックホッパからフィードホッパへ粉体を移送する際、まず、圧力調整弁を開いてロックホッパとフィードホッパを連通させた後、移送配管の粉体弁を開いて粉体の移送を開始する。これにより、圧力調整弁を設けない場合と比べて、粉体弁が微小開度まで開いたときのロックホッパとフィードホッパとの間の差圧を低減できるため、粉体を同伴するガスが、粉体弁を高速で通過することによる粉体弁の摩耗を抑制することができる。また、フィードホッパの内圧の急激な変化を抑制できるため、搬送配管を通じた粉体の気流搬送を安定に行うことができる。 That is, when transferring powder from the lock hopper to the feed hopper, first, the pressure adjustment valve is opened to connect the lock hopper and the feed hopper, and then the powder valve of the transfer pipe is opened to start the powder transfer. . As a result, compared with the case where no pressure regulating valve is provided, the pressure difference between the lock hopper and the feed hopper when the powder valve is opened to a very small opening can be reduced. Wear of the powder valve due to passing through the powder valve at high speed can be suppressed. Moreover, since the rapid change of the internal pressure of the feed hopper can be suppressed, the powder air flow can be stably conveyed through the conveying pipe.
本発明によれば、ロックホッパからフィードホッパへ粉体を差圧圧送する粉体供給装置において、フィードホッパの出口側に切り出し装置を設けることなく、粉体の定量供給性を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the powder supply apparatus which pressure-feeds powder from a lock hopper to a feed hopper, the fixed_quantity | quantitative_supply property of powder can be improved, without providing a cutting device in the exit side of a feed hopper.
（第１の実施形態）
以下、本発明が適用される粉体供給装置の第１の実施形態について図１を参照して説明する。ここで、粉体供給装置が移送する粉体とその粉体の供給先である加圧された装置は、特に限定されるものではないが、以下の実施形態では、石炭ガス化プラントのガス化炉に微粉炭を供給する粉体供給装置について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a powder supply apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. Here, the powder to be transferred by the powder supply apparatus and the pressurized apparatus to which the powder is supplied are not particularly limited, but in the following embodiment, gasification of a coal gasification plant is performed. A powder supply apparatus for supplying pulverized coal to the furnace will be described.
図１に示すように、本実施形態の粉体供給装置１は、粉体が収容される加圧可能なロックホッパ２と、一端がロックホッパ２の底部に接続されて粉体弁３が介装された移送配管４と、ロックホッパ２の下方に配置されて移送配管４の他端が頂部に接続されたフィードホッパ５を備えている。
As shown in FIG. 1, a
ロックホッパ２は、頂部に粉体が供給される図示しない粉体供給口が形成されるとともに、上部に加圧配管６及び脱圧配管７が接続されている。加圧配管６には、開度調整可能な図示しない加圧調整弁が介装されており、ロックホッパ２の内圧に基づいて加圧調整弁の弁開度が調節されるようになっている。また、脱圧配管７には、開度調整可能な図示しない脱圧調整弁が介装されており、ロックホッパ２の内圧に基づいて脱圧調整弁の弁開度が調節されるようになっている。
The
フィードホッパ５の上部には、フィードホッパ５からガスを抜き出すための脱圧配管８が接続されている。脱圧配管８には、開度調整可能な脱圧調整弁９が介装されており、脱圧調整弁９の上流側（フィードホッパ５側）には、ガスに同伴される粉体を捕集するための集塵装置１０が介装されている。また、フィードホッパ５の底部には、フィードホッパ５に導入された粉体を排出する粉体排出口１１が形成され、この粉体排出口１１には、粉体を図示しないガス化炉に向けて気流搬送する搬送配管１２が接続されている。
A
脱圧調整弁９は、後述する開度制御手段と電気的に接続されており、この開度制御手段は、フィードホッパ５の内圧を計測する後述の圧力計測手段と電気的に接続されている。これにより、脱圧調整弁９は、圧力計測手段の出力を入力とする開度制御手段により、弁開度が制御されるようになっている。
The depressurization adjusting valve 9 is electrically connected to an opening control means described later, and this opening control means is electrically connected to a pressure measuring means described later for measuring the internal pressure of the
次に、このようにして構成される粉体供給装置１の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、常圧の粉体をロックホッパ２に受け入れるための準備として、脱圧配管７を介してロックホッパ２内のガスを系外に排出し、ロックホッパ２の内圧が常圧レベルまで低下すると、脱圧操作を終了する。
First, as a preparation for receiving the normal pressure powder into the
次に、ロックホッパ２の粉体供給口から粉体をロックホッパ２内に受け入れる。この粉体の受け入れは、粉体の自重落下により行われ、所定量の粉体が導入されると、粉体供給口のバルブが閉じられる。
Next, powder is received into the
続いて、加圧配管６を通じてロックホッパ２内に加圧用ガスが導入され、ロックホッパ２の内圧がフィードホッパ５と同じレベルまで上昇すると、加圧操作を終了する。その後、粉体弁３が開放されることにより、ロックホッパ２内の粉体は、加圧用ガスによって下方へ押し込まれながら移送配管４を通じてフィードホッパ５内へ払い出される。こうしてロックホッパ２は、減圧、受け入れ、加圧、払い出しの工程が繰り返される。
Subsequently, when the pressurizing gas is introduced into the
ところで、ロックホッパ２からフィードホッパ５への粉体の移送は、加圧用ガスによる差圧圧送が行われるが、フィードホッパ５の内圧は、フィードホッパ５の中へ強制的に落とし込まれた粉体の容積に応じて、不安定に上昇する。このため、フィードホッパ５の下流側にロータリーフィーダなどの機械的な払い出し装置を設けていない場合、フィードホッパ５からガス化炉まで、差圧により気流搬送される粉体の搬送量が変動しやすくなる。
By the way, the powder is transferred from the
この点、本実施形態では、フィードホッパ５に粉体が導入されたときに、圧力計測手段がフィードホッパ５の内圧の上昇を検知すると、その内圧の上昇に応じて、開度制御手段が脱圧調整弁９を所定量開くように制御する。すなわち、脱圧調整弁９は、フィードホッパ５の内圧の上昇を抑制するように弁開度が制御される。これにより、弁開度に対応する量の加圧用ガスがフィードホッパ５から脱圧配管８を通じて抜き出される。したがって、フィードホッパ５に粉体が導入されたときに、フィードホッパ５の内圧の変動は抑制されるため、フィードホッパ５の粉体排出口１１からガス化炉へ向けて差圧圧送される粉体の定量供給性を高めることができる。
In this respect, in this embodiment, when the pressure measuring means detects an increase in the internal pressure of the
一方、フィードホッパ５では、このように粉体を受け入れながら同時に脱圧配管８を通じてガス（加圧用ガス）が抜き出されるため、粉体の巻き上がりが激しくなる。その結果、脱圧配管８を通じて抜き出されたガス中には、多くの粉体が同伴されることになる。この点、脱圧配管８には、脱圧調整弁９の上流側に集塵装置１０が介装されているため、脱圧配管８を通じて抜き出されたガスは、集塵装置１０で除塵された後に脱圧調整弁９に導かれる。したがって、粉体による脱圧調整弁９の弁体の摩耗や粉体の噛み込みによる動作不良を防ぐことができ、粉体供給装置１の信頼性を高めることができる。
On the other hand, in the
ここで、集塵装置１０としては、脱圧配管８を通じて抜き出されたガスに粉体が同伴されていても、フィードホッパ５の圧力に変動を与えることなく、しかも、粉体の回収が容易なサイクロンやバグフィルタなどが適している。
Here, as the
また、脱圧調整弁９の弁開度の制御構成としては、図５に示すように、加圧された装置が、高炉１３のように圧力変動が比較的小さい場合、フィードホッパ５の内圧を圧力計測手段１４によって計測し、開度制御手段１５は、フィードホッパ５の内圧を予め定めた目標値に維持するように制御するのが単純でよい。
As shown in FIG. 5, the control configuration of the valve opening degree of the depressurization adjusting valve 9 is such that when the pressurized apparatus has a relatively small pressure fluctuation as in the
また、図６に示すように、加圧された装置が、ガス化炉１６のようにスートブローやフィルタの逆洗、排ガス流路の切り替えなどの影響で圧力変動が比較的生じやすい場合には、フィードホッパ５とガス化炉１６との差圧を圧力計測手段１７によって検知するようにし、開度制御手段１８は、フィードホッパ５とガス化炉１６との差圧を予め定めた目標値に維持するように制御することで、ガス化炉１６への粉体の定量供給性をより高めることができる。
In addition, as shown in FIG. 6, when the pressurized apparatus is relatively susceptible to pressure fluctuations due to the influence of soot blow, backwashing of the filter, switching of the exhaust gas flow path, etc. as in the
加圧配管６を通じてロックホッパ２に供給される加圧用ガスとしては、粉体の凝集を防止するために乾燥した気体がよく、また微粉炭などの可燃物を扱う場合は酸素を含まない方が安全である。この点、本実施形態のように、粉体供給装置１を石炭ガス化プラントに適用する場合、ガス化剤の酸素を製造する工程において、窒素が副生されるため、この副生された窒素を加圧用ガスとして使用するのが効果的である。
The pressurization gas supplied to the
また、脱圧調整弁９には、大きな差圧がかかるため、フィードホッパ５から抜き出されたガスの断熱膨張による温度降下が生じやすい。このため、常温以下の粉体を取り扱う場合は、凍結による弁の動作不良や低温脆化破壊などのトラブルを防止するため、脱圧配管８に蒸気トレースや電気ヒータなどの加温装置を導入したり、オリフィスやベンチュリー管などの流路抵抗物を挿入することで、局所的な温度降下を緩和するのが有効である。
Further, since a large differential pressure is applied to the depressurization adjusting valve 9, a temperature drop is likely to occur due to adiabatic expansion of the gas extracted from the
以上述べたように、本実施形態によれば、ロックホッパ２とフィードホッパ５との間の粉体移送を加圧用ガスの圧力により強制的に払い出す差圧移送を行う粉体供給装置において、フィードホッパ５に粉体が導入されたときのフィードホッパ５の内圧の変動を抑制することができるため、ロータリーフィーダなどの機械的な切り出しを行うことなく、フィードホッパ５の粉体排出口から差圧により連続的に気流搬送される粉体の供給ばらつきを抑制することができ、結果としてガス化炉への粉体の定量供給性を高めることができる。したがって、本実施形態によれば、耐圧構造上の大きさの制限などを受けることがなく、スケールアップに適した差圧圧送方式を採用することができるため、大容量の粉体供給装置を低コストで実現することができる。しかも、大容量化に伴ってホッパ系列を複数に分割する必要がなく、ホッパ系列の低層化が可能であるため、コンパクトな粉体供給装置を実現できる。
As described above, according to the present embodiment, in the powder supply apparatus that performs the differential pressure transfer forcibly discharging the powder transfer between the
さらに、本実施形態によれば、フィードホッパ５に粉体が導入されたときに、脱圧配管８から抜き出したガスが集塵装置１０を経由して脱圧調整弁９に導かれるため、粉体による脱圧調整弁９の摩耗や粉体の噛み込みによる動作不良を防ぐことができ、粉体供給装置１の信頼性を高めることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, when the powder is introduced into the
（第２の実施形態）
以下、本発明が適用される粉体供給装置の第２の実施形態について図２を参照して説明する。なお、図２において、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of a powder supply apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施形態の粉体供給装置２１は、集塵装置１０で捕集された粉体をロックホッパ２に移送する粉体移送手段を設けている点で、第１の実施形態と相違する。この粉体移送手段としては、集塵装置１０の容器下部に一時的に貯留された粉体を切り出す切り出し装置２２と、切り出し装置２２により切り出された粉体をロックホッパ２へ戻す粉体返送配管２３を含んで構成される。
The
切り出し装置２２としては、ロックホッパ２側からの逆流を防止するために、気密性を高めたロータリーバルブなどが適している。また、粉体返送配管２３は、極力曲がりをつけず、粉体の安息角以上に傾斜させて粉体が配管内に残留しないように配慮して形成する必要がある。
As the
本実施形態によれば、脱圧配管８を通じてフィードホッパ５から抜き出されたガスに同伴する粉体を集塵装置１０で捕集し、その捕集した粉体を切り出して粉体返送配管２３を通じてロックホッパ２に返送することができる。これにより、石炭ガス化プラントで発生するチャーのように粒径が数ミクロンクラスで飛散しやすい粉体を扱う場合でも、集塵装置１０で回収された粉体を損失することなく、粉体の供給系統に戻してリサイクルすることができる。したがって、粉体利用率を高めることができ、石炭ガス化プラントにおいては、熱効率を向上させることができる。
According to the present embodiment, the powder accompanying the gas extracted from the
（第３の実施形態）
以下、本発明が適用される粉体供給装置の第３の実施形態について図３を参照して説明する。なお、図３において、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of a powder supply apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
本実施形態の粉体供給装置３１は、ロックホッパ２とフィードホッパ５とを連通する均圧配管３２が設けられ、この均圧配管３２に開度調整可能な圧力調整弁３３が介装されている点で、第１の実施形態と相違する。
In the
本実施形態によれば、ロックホッパ２からフィードホッパ５へ粉体を移送する際に、均圧配管３２の圧力調整弁３３を開いてロックホッパ２とフィードホッパ５を連通させた後、移送配管４の粉体弁３を開いて粉体の移送を開始することにより、圧力調整弁３３を設けない場合と比べて、粉体弁３が微小開度で開いたときのロックホッパ２とフィードホッパ５との間の差圧を低減することができる。これにより、粉体弁３が開いたときに粉体を含んだガスが粉体弁３を高速で通過することによる粉体弁３のシール面の摩耗を抑制することができる。また、粉体弁３が開いたときのフィードホッパ５の内圧の急激な変化を抑制することができるため、搬送配管１２を通じた粉体の気流搬送を安定に行うことができる。
According to the present embodiment, when powder is transferred from the
なお、粉体弁３が全開した後、圧力調整弁３３を閉じて均圧配管３２を遮断し、移送配管４を介してフィードホッパ５に加圧用ガスが導入されることにより、フィードホッパ５からガス化炉へ粉体が差圧圧送される。
After the
（第４の実施形態）
以下、本発明が適用される粉体供給装置を石炭ガス化プラントに適用する場合の実施形態について図４を参照して説明する。なお、図４において、第１〜第３の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, an embodiment in the case of applying a powder supply apparatus to which the present invention is applied to a coal gasification plant will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図４に示す石炭ガス化プラント４１は、石炭供給設備４２、ガス化炉設備４３及びチャーリサイクル設備４４を備えて構成され、石炭供給設備４２とチャーリサイクル設備４４には、本発明の粉体供給装置が適用される。
A
石炭供給設備４２は、石炭常圧ホッパ４５、石炭ロックホッパ４６、石炭フィードホッパ４７を備えている。石炭常圧ホッパ４５と石炭ロックホッパ４６との間、及び、石炭ロックホッパ４６と石炭フィードホッパ４７との間は、それぞれ粉体弁３が介装された移送配管４で接続されている。石炭供給設備４２には、集塵装置１０で捕集された微粉炭を石炭ロックホッパ４６に返送する粉体返送配管２３と、石炭ロックホッパ４６と石炭フィードホッパ４７とを連通する圧力調整弁３３が介装された均圧配管３２が設けられている。これらの動作は、第１〜第３の実施形態で説明した通りである。なお、脱圧配管８には、集塵装置１０の上流側に開閉弁４８が設けられている。
The
ガス化炉設備４３は、高温高圧の可燃性の生成ガスを発生するガス化炉４９と、生成ガスを冷却する熱回収ボイラ５０を備えている。ガス化炉４９は、例えば２．５ＭＰａ（Ｇ）の加圧状態で石炭灰の溶融温度以上に加熱されており、石炭供給設備４２より微粉炭が気流搬送されるようになっている。ガス化炉４９の炉内は、部分燃焼により熱分解及びガス化反応が生じており、微粉炭は水素と一酸化炭素を主成分とした高温の生成ガスに転換される。生成ガスとともに発生した石炭灰は、スラグとして炉底より排出される。生成ガスは熱回収ボイラ５０に導入され、約４００℃まで冷却される。
The
生成ガスが導入されるチャーリサイクル設備４４は、チャーサイクロン５１、チャーフィルタ５２、チャーロックホッパ５３、チャーフィードホッパ５４を備えている。チャーサイクロン５１とチャーロックホッパ５３との間、チャーフィルタ５２とチャーロックホッパ５３との間、チャーロックホッパ５３とチャーフィードホッパ５４との間は、それぞれ粉体弁３が介装された移送配管４で接続されている。チャーリサイクル設備４４には、集塵装置１０で捕集された微粉炭をチャーロックホッパ５３に返送する粉体返送配管２３と、チャーロックホッパ５３とチャーフィードホッパ５４とを連通する圧力調整弁３３が介装された均圧配管３２が設けられている。なお、脱圧配管８には、集塵装置１０の上流側に開閉弁５５が設けられている。
The
生成ガスに含まれるダスト状のチャーは、遠心分離で脱塵するチャーサイクロン５１とろ過で脱塵するチャーフィルタ５２によりそれぞれ高温高圧状態で回収される。チャーサイクロン５１とチャーフィルタ５２で回収されたチャーは、それぞれ下部に配置したチャーロックホッパ５３に落とし込まれる。この際、チャーロックホッパ５３はチャーを受け入れる準備作業として、ガス化炉４９の圧力と同じ圧力レベルまで、図示しない脱圧配管によって脱圧してからチャーを受け入れる。チャーの受入れ後、チャーロックホッパ５３ではガス化炉４９にチャーを返送するために必要な差圧分を窒素で昇圧する。そして、返送差圧分を上乗せした状態でチャーをロックホッパ５３からチャーフィードホッパ５４に移送し、チャーフィードホッパ５４では、重量計測を行ないながらガス化炉４９にチャーを気流搬送する。
Dust-like char contained in the product gas is recovered in a high-temperature and high-pressure state by a
以上、本発明を実施するためのいくつかの形態について説明したが、これらは代表的な例に過ぎず、本発明は、その趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。すなわち、本発明は、大気圧よりも高い圧力に加圧された装置へ粉体を差圧により連続的に気流搬送する粉体供給装置であれば、有効である。 As mentioned above, although several forms for implementing this invention were demonstrated, these are only typical examples, and this invention can be implemented with various forms in the range which does not deviate from the meaning. it can. That is, the present invention is effective as long as it is a powder supply device that continuously conveys powder to a device pressurized to a pressure higher than atmospheric pressure by a differential pressure.
１ 粉体供給装置
２ ロックホッパ
３ 粉体弁
４ 移送配管
５ フィードホッパ
６ 加圧配管
７，８ 脱圧配管
９ 脱圧調整弁
１０ 集塵装置
１１ 粉体排出口
１２ 搬送配管
２１ 粉体供給装置
２２ 切り出し装置
２３ 粉体返送配管
３１ 粉体供給装置
３２ 均圧配管
３３ 圧力調整弁
DESCRIPTION OF
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